JP2007026476A - 光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光源と放熱板の接着性を高めるとともに、レーザ光源の熱を充分に放熱板に伝え、放熱させることができ、かつ精度よくレーザ光源の温度を測定が可能な光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源４２と、レーザ光源４２と固定される放熱部材４１と、レーザ光源４２に接続される配線部材と、配線部材に設けた電子部品と、を備え、レーザ光源４２と固定される放熱部材４１に配線部材に設けた電子部品を収納する凹部を設けた構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、高密度ディスク、コンパクトディスク等の光ディスクにおける記録再生に使用される光ピックアップ装置および光ディスク装置に関するものである。

光ディスク装置は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤなどがすでに実用化されており、各方面への応用と高性能化への開発が活発に行われている。特に最近では、パーソナルコンピュータの急速な市場拡大に伴い光ディスク装置のパーソナルコンピュータへの内蔵普及率も高くなっている。

前記光ディスク装置には、光ピックアップと呼ばれる光学部材が用いられ、前記光ピックアップには、キャリッジに高出力のレーザ光源等の光源、各種光学部材及び光ディスク上に光スポットを構成する対物レンズなどが搭載されている。光ディスクに記録などを行う際には、高出力の光源や、その光源を駆動するＩＣ等が必要となってくる。その結果、前記光源や前記光源駆動用ＩＣの発熱がおびただしくなって、記録再生特性に影響を及ぼす場合がある。特に光ディスク装置の薄型化や小型化に伴って熱容量が低下しており、特に、筐体の中央部分の厚みが１４ｍｍ以下、更には１０ｍｍ以下というような薄型の光ディスク装置においては、この問題は顕著となる。さらに、光ディスクへの記録再生速度も高倍速化が進み、高倍速化に伴いレーザ光源の出力も必然的に大きくなり、発熱量も増大する課題がある。

図９は、環境温度の変化に伴ってレーザ光源に流れる電流とレーザ光源の発光強度との関係が変化する様子を示す図である。常温では、発光に要する最低限の電流値である閾値が低く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが急峻であるのに対して、環境温度が高温になるにつれて、閾値が高く、かつ電流の増加量に対する発光強度の傾きが小さくなる。従って、環境温度が高くなると、レーザ光源に対して所定の電流を流しても必要な発光強度が得られず、さらに大電流を流すこととなる。そうすると、この電流によってさらに環境温度が上昇するという悪循環を招き、記録再生特性が保証されないという事態を招く。

そのため記録再生特性を最適化するには、光ピックアップの発熱をいかに抑えるかが重要な課題であり、そのため光ピックアップの放熱性を良くすることを目的とした技術が、例えば（特許文献１）、（特許文献２）に記載されている。
特開２００１−１６７４６２号公報 特開２００３−１３２５７０号公報

図１０は従来の光ピックアップの斜視図、図１１は従来の光ピックアップの構造図、図１２は従来のレーザ光源と放熱板の組み図である。図１０及び図１１において、４１は放熱板、４２はレーザ光源、７１はレーザ光源の金属放熱部、７２はレーザ光源のパッケージ部である。図１１に示すように従来の形状のレーザ光源４２では、レーザ光源の金属放熱部７１と、レーザ光源のパッケージ部７２が略同一面で、放熱板４１に対向しており、レーザ光源の金属放熱部７１の部位で放熱板４１と密着させて、放熱させる構造をとっており、レーザ光源の金属放熱部７１の面積に制限があり、光ディスクの高速化に伴うレーザパワーの増加に対応するには放熱効果が不十分となってきた。また、放熱性能の安定化のために放熱グリスをレーザ光源の金属放熱部７１と放熱板４１のレーザ光源の金属放熱部７１に塗布する必要があるが、レーザ光源４２のパッケージ部７２と放熱板４１との間に接着剤を塗布するため、接着剤と放熱グリスが略同一平面で配置されており、接着剤と放熱グリスが混ざらないように塗布しなければならなかった。接着剤と放熱グリスの混ざりを防ぐには、接着剤と放熱グリスの間隔を確保する必要があり、塗布部分の間隔をとって塗布するなどの制限があった。

また、図１２に示すように、レーザ光源４２の近くには温度をモニターする電子部品５２を配置している。温度をモニターする電子部品５２は、レーザ光源４２と放熱板４１で包むように配置しており、作業性が悪く、また、温度をモニターする電子部品５２の絶縁を確保するために放熱板４１を大きく切り込みを設けており放熱効果の低下が課題であった。

そこで、本発明は、レーザ光源と放熱板の接着性を高めるとともに、レーザ光源の熱を充分に放熱板に伝え、放熱させることができ、かつ精度よくレーザ光源の温度を測定が可能な光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明の光ピックアップ装置は、レーザ光源と、レーザ光源と固定される放熱部材と、レーザ光源に接続される配線部材と、配線部材に設けた電子部品と、を備え、レーザ光源と固定される放熱部材に配線部材に設けた電子部品を収納する凹部を設けた構成とする。

本発明の光ピックアップ装置は、配線部材に設けた温度モニター用の電子部品などを、放熱板に設置した収納部に収納し固定できるようになるので、取付が容易で従って作業性容易で、また確実にレーザ光源と放熱部材の接着ができるので放熱効果の高い光ピックアップ装置を提供できるようになる。

請求項１に記載の発明は、レーザ光源と、レーザ光源と接合する放熱部材と、レーザ光源に接続する配線部材と、配線部材に設けた電子部品と、を備え、放熱部材に電子部品を収納する凹部を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、配線部材に設けた電子部品を凹部に収納することで、電子部品を外乱の影響を減らすことができるようになる。

請求項２記載の発明は、電子部品を収納する凹部は、放熱部材を貫通する長穴で構成し、レーザ光源と放熱部材の接合面に対し長手方向が傾斜をもたせたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置であり、配線部材と配線部材上に配置した電子部品を容易に収納し、また傾斜を持たせることで、放熱部材の長手方向の長さを短縮できるようになる。

請求項３記載の発明は、配線部材に設けた電子部品を凹部には記部品配置面を配線部材で包み込んで挿入し、電子部品と放熱部材とがショート防止をしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピックアップ装置であり、この構成により、配線部材に設けた電子部品と放熱部材の絶縁が可能となり、放熱部材を切り欠いて沿面距離の確保対策の必要がなくなる。

請求項４記載の発明は、レーザ光源は、パッケージ部と、金属放熱部とを備え、金属放熱部がパッケージ部より長く、金属放熱部と放熱部材とを固定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１記載の光ピックアップ装置であり、レーザ光源の熱を放熱部材によく伝え放熱効果を上げることができる。

請求項５記載の発明は、放熱部材とレーザ光源との接合は、少なくとも２箇所の平坦部を接着剤で固定したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１記載の光ピックアップ装置であり、少なくとも２箇所の平坦部で接着剤で固定することにより、確実に固定できるようになる。

請求項６記載の発明は、放熱部材のレーザ光源との接合面は、少なくとも２つの接着剤塗布面と、放熱グリス塗布面と、接着剤および放熱グリスを分離する分離面を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１記載の光ピックアップ装置であり、接着剤と放熱グリスとが混ざることがなくなるので、接着剤の量を制限したり、放熱グリスの量を控えめにして調整する必要がなくなり、確実に接着できるし、放熱効果を最適に発揮できるようになる。

請求項７記載の発明は、接着剤塗布面と放熱グリスを分離する分離面を有することを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置であり、レーザ光源と放熱板の接着時に接着剤および放熱グリスが分離面部に保持できるようになるので、両者が混ざり合うことが無く接着強度を増すことができるようになる。

請求項８記載の発明は、接着剤は、ＵＶ嫌気型の接着剤としたことを特徴とする請求項５から請求項７いずれか１記載の光ピックアップ装置であって、ＵＶ硬化型と嫌気型の特性を持ち合わせているので、凹部に充填した接着剤は、ＵＶ硬化型で接着し、内部の接着面は、嫌気型で徐々に硬化させることができ、ＵＶで仮固定し、嫌気硬化の影響でさらに強く固定できるようになる。

請求項９記載の発明は、配線部材に設けた電子部品の少なくとも１つは、温度をモニターする電子部品であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置であり、レーザ光源をモニターする電子部品を放熱板の電子部品挿入部に配置することで、外乱による温度測定の誤差をなくすことができるとともに、レーザ光源の熱を充分に放熱板に伝える構成とすることで、放熱板に設けた電子部品の収納部を設けることで、組立て作業性がよく、しかも精度よくレーザ光源の温度をモニターできるようになる。

請求項１０記載の発明は、レーザ光源と、レーザ光源と接合する放熱部材と、レーザ光源に接続する配線部材と、配線部材に設けた電子部品と、を備え、レーザ光源と接合される放熱部材に配線部材に設けた電子部品を収納する凹部を設けたことを特徴とする光ディスク装置であり、配線部材に設けた電子部品を凹部に収納することで、電子部品を外乱の影響を減らすことができるようになるので、電子部品として温度センサを収納する際に安定した温度をモニタすることができるようになる。

請求項１１記載の発明は、光ディスクに情報を記録再生する手段として請求項１から請求項９のいずれか１記載の光ピックアップ装置を用いることを特徴とする光ディスク装置であり、配線部材に設けた温度モニター用の電子部品をなどを、放熱板に設置した収納部に収納し固定できるようになるので、取付が容易で従って作業性容易で、また確実にレーザ光源と放熱部材の接着ができるので放熱効果の高い光ディスク装置を提供できるようになる。

以下、本発明における光ピックアップと、この光ピックアップを用いた光ディスク装置の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態における光ピックアップを用いた光ディスク装置を示す図である。図１において、２は筐体で、筐体２は上部筐体部２ａと下部筐体部２ｂを組み合わせて構成されている。なお、上部筐体部２ａと下部筐体部２ｂとは螺旋などを用いて、互いに固着されている。筐体２の構成材料としては鉄，鉄合金，アルミ，アルミ合金，マグネシウム合金などの金属材料の様な導電材料が好適に用いられる。また、樹脂材料で各筐体部を構成し、その上に電着などの手法を用いて導電性の高い金属膜を形成したものを用いても良い。更に、上部筐体部２ａ及び下部筐体部２ｂそれぞれ同種の材料で構成しても良いし、異種の材料で構成しても良い。また、上部筐体部２ａ及び下部筐体部２ｂそれぞれの主平面部の平均肉厚は０．３ｍｍ〜１．６ｍｍの間であり、この平均肉厚の比較的薄い場合には上部筐体部２ａ及び下部筐体部２ｂは金属材料で構成され、例えば、金属板をプレス加工などによって形成される。また、平均肉厚の比較的厚い場合には上部筐体部２ａ及び下部筐体部２ｂはダイカスト（アルミ，マグネシウム合金など）で構成される。

３は筐体２に出没自在に設けられたトレイ、５はトレイ３に設けられたスピンドルモータ、４は光ピックアップモジュールで、６はカバー、７は光ピックアップである。光ピックアップ７は、光ディスクに情報を書き込むか或いは情報を読み出す動作の少なくとも一方を行う。また、光ピックアップ７は、光ディスクの半径方向に移動可能に保持されたキャリッジ４３に搭載されている。８はトレイ３の前端面に設けられたベゼルで、ベゼル８はトレイ３が筐体２内に収納された時に、トレイ３の出没口を塞ぐように構成されている。

３ａ，３ｂはそれぞれトレイ３及び筐体２の双方に摺動自在に取り付けられたレールで、トレイ３の両側部にこのレール３ａ，３ｂは設けられており、このレール３ａ，３ｂにて筐体２からトレイ３が出没自在に取り付けられている。

図２に本発明の実施の形態に係わる光ピックアップモジュール４を示す図を示す。光ピックアップモジュール４には、カバー６，スピンドルモータ５，光ピックアップ７等を有し、光ピックアップ７は、図中の矢印の方向に開口部６ａの部分を、スピンドルモータ５に近づいたりスピンドルモータ５から離れたり移動可能な構成を採っている。

図３は、本発明の実施の形態に係わる光ピックアップ７の外観図である。

図３に示すように、光ピックアップ７の上部は、フレキシブル基板（以下、ＦＰＣと呼ぶ）５３を固定するＦＰＣカバー３１、アクチュエータカバー３２で覆われており、アクチュエータカバー３２には、アクチュエータ３３が露出する開口部３４を備えている。

図４は、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ７の内部構成図である。図４では、光ピックアップ７の裏面側の内部を示している。

図４に示すように、光ピックアップ７には、レーザ光源４２と放熱板４１を備えており、レーザ光源４２と放熱板４１は後で述べる方法で接着剤にて固定され、キャリッジ４３に固定されている。

図５は、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ７のレーザ光源４２と放熱板４１の組図である。

図５（ａ）に示すように、レーザ光源４２と放熱板４１は予め固定した後キャリッジ４３に組み込む。図５（ｂ）にレーザ光源４２と放熱板４１を固定した外観を示している。このレーザ光源４２と放熱板４１との固定方法について詳細に説明する。

図６は、本発明の実施の形態に係るレーザ光源４２と放熱板４１の組立て詳細説明図である。

図６（ａ）は放熱板４１の平面図、図６（ｂ）は、放熱板４１の正面図を示す。なお、参考のためレーザ光源４２を図６（ｂ）に追加し図示している。

図６において、平坦部６１ａ、平坦部６１ｂ、平坦部６３は略等しい平面上にあり、凹部６２ａ、凹部６２ｂはそれぞれ平坦部６１ａ、平坦部６１ｂより０．１ｍｍ〜１ｍｍ低くしている。平坦部６１ａ、平坦部６１ｂはレーザ光源４２の金属放熱部４５との接着面であり、平坦部６１ａおよび平坦部６１ｂに接着剤を塗布したあとのレーザ光源４２の接着面から余分の接着剤が凹部６２ａ，凹部６２ｂに漏れ出し固定することができるようにして接着面積を確保できるようにしている。凹部６２ａ、凹部６２ｂが平坦部６１ａ、平坦部６１ｂの高さの差が０．１ｍｍより少ないと接着剤の漏れ出し量を確保できにくいし、１ｍｍより多いと接着剤の量が多く必要となる。望ましくは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとする。

レーザ光源４２において、４５はレーザ光源の金属放熱部で、４６はレーザ光源４２のパッケージ部である。レーザ光源４２の金属放熱部４５はレーザ光源４２のパッケージ部４６よりも長く放熱性を高めている。４７はレーザ光源４２の金属放熱部４５の底面部であり、平坦部としており、放熱板４１と全面で合わせることができるようにし放熱板４１に熱を伝えやすい構造としている。レーザ光源４２の金属放熱部４５の底面部４７の大きさは、幅が１．５ｍｍ〜３．５ｍｍで長さが８ｍｍ〜２０ｍｍとしている。幅が１．５ｍｍより短いと放熱効果がなくなり、また３．５ｍｍより長いとピックアップの形状が大きくなる。また長さは、パッケージ部４６の長さ５ｍｍ〜８ｍｍより短いと放熱効果が少なくなるし２０ｍｍより大きいとピックアップの形状が大きくなる。パッケージ部４６は、樹脂で構成してもよいし、金属、例えばＳＵＳなどで構成してもよい。色は迷光を減らすためには、黒系統の色としたが望ましい。

接着剤の種類は、２液反応硬化型、ＵＶ硬化型、ＵＶ嫌気型など様々の接着剤を使用できるが、ＵＶ嫌気型の接着剤を使用すると、空気に触れる部分はＵＶ接着で固定し内部のＵＶの届かない部位は嫌気性として硬化するので望ましい。

また、平坦部６４は、平坦部６３より０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ低くしている。平坦部６４には、放熱グリスを塗布しており、平坦部６３と平坦部６４の間には凹部６５を備えている。平坦部６４に塗布した放熱グリスが、レーザ光源４２と放熱板４１との組込み時に、合わせ面から漏れ出した放熱グリスが凹部６５に漏れこむようにし、放熱グリスが接着剤塗布面にはみ出さないようにしている。

また、凹部６５の深さは、平坦部６３の面から０．１ｍｍ〜１ｍｍの深さとしている。平坦部６４の深さが０．１ｍｍより浅いと放熱グリスの漏れ出し量を確保できにくいし、１ｍｍより深いと放熱グリスの量が多く必要となる。望ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの深さとする。

従って、レーザ光源４２と放熱板４１とは、接着剤および放熱グリスで強度的にも熱的にも結合されており、レーザ光源４２の発熱を放熱板に十分に熱が伝えることができる。

なお、凹部６２ａ、凹部６２ｂは放熱グリス側にグリスへのはみ出し防止と上下にUV照射用の接着剤はみだし部を設ける構成でもある。

また、５１は、電子部品挿入穴であり、後で述べるように電子部品を配置したＦＰＣ５３を挿入する穴である。電子部品挿入穴５１は、図６（ｂ）の正面図でみて、レーザ光源４２との接触面である放熱板４１の平坦部６１ａ、６１ｂを基準として傾斜を持たせた形状とし、３ｍｍ〜１０ｍｍの長穴としている。３ｍｍより短いと電子部品を備えたＦＰＣ５３の構成が難しく、また１０ｍｍより大きいと放熱板４１の形状が大きく光ピックアップ７全体の形状が大きくなる。

図７は、本発明の実施の形態に係る接着剤の塗布位置および放熱グリスの塗布位置を示す図である。

図７において、６６は接着剤塗布部、６７は放熱グリス塗布部を示す。接着剤および放熱グリスは、レーザ光源４２との接着の際に広がり、接着剤は、凹部６２ａ，凹部６２ｂに入り放熱グリス側へ入り込まないようにしている。また、放熱グリスは、レーザ光源４２との接着の際に広がり、凹部６５に入りこみ接着剤側へ移らないようにしている。凹部６２ａおよび凹部６２ｂへ入り込んだ接着剤は、ＵＶ照射部６８にＵＶ照射し、固定される。

図８は、本発明の実施の形態に係る放熱板の温度モニター用電子部品挿入部の図である。

図８（ａ）に示すように、レーザ光源４２の発熱を放熱板４１に十分に熱が伝えることができるので、放熱板４１に温度モニター用の電子部品挿入穴５１を設け、そこに温度をモニターする電子部品５２を挿入している。

温度モニター用の電子部品５２は、ＦＰＣ５３に実装されている。

図８（ｂ）のように、温度モニター用の電子部品挿入穴５１の中では、温度をモニターする電子部品５２を包みこむようにＦＰＣ５３を屈曲させて挿入し、温度をモニターする電子部品５２が直接に放熱板４１に接触しないようにしている。

温度モニター用の電子部品挿入穴５１は、ＦＰＣ５３の挿入口の幅Ｈ１と裏側の幅Ｈ２とでＨ１＞Ｈ２となるようにしており、ＦＰＣ５３が放熱板４１に挿入しやすくしている。Ｈ１の幅は、０．６ｍｍ〜２ｍｍとし、Ｈ２は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとしている。Ｈ１が０．６ｍｍより狭いと温度モニター用の電子部品５２部の挿入が困難となり、また２ｍｍより大きくなると挿入部からＦＰＣ５３が抜けやすくなりまた外乱の影響も受けやすくなる。

このようにすると、温度をモニターする電子部品５２と放熱板４１の絶縁ができ、さらに外乱例えば空気流の影響を受けにくく、安定して温度の測定ができる。温度をモニターする電子部品５２としては、温度センサーを利用でき、例えばサーミスタを使用することができる。

本発明は、レーザ光源の発熱を効果的に押さえることができる光ピックアップ装置を提供できるので、この光ピックアップ装置を利用することで、光ディスクに記録再生する光ディスク装置、特に薄型で光ディスクに記録可能な光ディスク装置全般に利用可能である。

本発明の一実施の形態における光ピックアップを用いた光ディスク装置を示す図 本発明の実施の形態に係わる光ピックアップモジュールを示す図 本発明の実施の形態に係わる光ピックアップの外観図 本発明の実施の形態に係る光ピックアップの内部構成図 本発明の実施の形態に係る光ピックアップのレーザ光源と放熱板の組図 本発明の実施の形態に係るレーザ光源と放熱板の組立て詳細説明図 本発明の実施の形態に係る接着剤の塗布位置および放熱グリスの塗布位置を示す図 本発明の実施の形態に係る放熱板の温度モニター用電子部品挿入部の図 環境温度の変化に伴ってレーザ光源に流れる電流とレーザ光源の発光強度との関係が変化する様子を示す図 従来の光ピックアップの斜視図 従来の光ピックアップの構造図 従来のレーザ光源と放熱板の組み図

符号の説明

１ 光ディスク装置
２ 筐体
３ トレイ
３ａ レール
３ｂ レール保持部
４ 光ピックアップモジュール
５ スピンドルモータ
６ カバー
６ａ 開口
７ 光ピックアップ
８ ベゼル
４１ 放熱板
４２ レーザ光源
５１ 電子部品挿入穴
５２ 電子部品
５３ ＦＰＣ
６１ａ、６１ｂ 平坦部
６２ａ、６２ｂ 凹部
６６ 接着剤塗布部
６７ 放熱グリス塗布部
６８ ＵＶ照射部
７１ レーザ光源の金属放熱部
７２ レーザ光源のパッケージ部

Claims (11)

1. レーザ光源と、
   前記レーザ光源と接合する放熱部材と、
   前記レーザ光源に接続する配線部材と、
   前記配線部材に設けた電子部品と、を備え、
   前記放熱部材に前記電子部品を収納する凹部を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記凹部は、前記放熱部材を貫通する長穴で構成し、
   前記レーザ光源と前記放熱部材の接合面に対し長手方向が傾斜をもたせたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記配線部材に設けた電子部品を前記凹部には、
   前記部品配置面を前記配線部材で包み込んで挿入し、
   前記電子部品と前記放熱部材とがショート防止をしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ピックアップ装置。
4. 前記レーザ光源は、パッケージ部と、金属放熱部とを備え、
   前記金属放熱部が前記パッケージ部より長く、前記金属放熱部と前記放熱部材とを固定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１記載の光ピックアップ装置。
5. 前記放熱部材と前記レーザ光源との接合は、少なくとも２箇所の平坦部を接着剤で固定したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１記載の光ピックアップ装置。
6. 前記放熱部材の前記レーザ光源との接合面は、
   少なくとも２つの接着剤塗布面と、
   放熱グリス塗布面と、
   前記接着剤および前記放熱グリスを分離する分離面を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１記載の光ピックアップ装置。
7. 前記接着剤塗布面と前記放熱グリスを分離する分離面を有することを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
8. 前記接着剤は、ＵＶ嫌気型の接着剤としたことを特徴とする請求項５から請求項７いずれか１記載の光ピックアップ装置。
9. 前記配線部材に設けた電子部品の少なくとも１つは、温度をモニターする電子部品であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
10. レーザ光源と、
    前記レーザ光源と接合する放熱部材と、
    前記レーザ光源に接続する配線部材と、
    前記配線部材に設けた電子部品と、を備え、
    レーザ光源と接合される放熱部材に前記配線部材に設けた電子部品を収納する凹部を設けたことを特徴とする光ディスク装置。
11. 光ディスクに情報を記録再生する手段として請求項１から請求項９のいずれか１記載の光ピックアップ装置を用いることを特徴とする光ディスク装置。

Images